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1、实验三 电压源与电流源的等效变换一、实验目的1. 掌握电源外特性的测试方法2. 验证电压源与电流源等效变换的条件二、原理说明1. 一个直流稳压电源在一定的电流范围内，具有很小的内阻，故在实用中 常将它视为一个理想的电压源，即其输出电压不随负载电流而变，其外特性，即 其伏安特性U = f（I）是一条平行于I轴的直线。一个恒流源在实用中，在一定的电压范围内，可视为一个理想的电流源，即 其输出电流不随负载的改变而变。图3-1为理想电压源、理想电流源电路图。图 3-12. 一个实际的电压源（或电流源），其端电压（或输出电流）不可能不随负载 而变，因为它具有一定的内阻值。故在实验中，用一个小阻值的电阻（
2、或大电阻） 与理想电压源（或理想电流源）相串联（或并联）来摸拟一个电压源（或电流源）的 情况。3. 一个实际的电源，就其外部特性而言，即可以看成是一个电压源，又可 以看成是一个电流源。若视为电压源，则可用一个理想的电压源E与一个电阻RS0相串联的组合来表示；若视为电流源，则可用一个理想电流源I与一电导g相并S0 联的给合来表示，若它们向同样大小的负载供出同样大小的电流和端电压，则称 这两个电源是等效的，即具有相同的外特性。一个电压源与一个电流源等效变换的条件为E丄Is=RS,go=F00R=-Og0IE 二f,SgO如图6-1所示。三、实验设备序号名称型号与规格数量备注1直流直流稳压电源+6、
3、12V切换1DG042可调直流恒流源0200mA1DG043直流数字电压表1D314直流数字毫安表1D315万用表16电阻器51Q、 200QDG097可调电阻器2W-470Q1DG098可调电阻箱0 99999.9Q1DG09四、实验内容1. 测定电压源的外特性(1)按图3-2接线，Es为+ 6V直流稳压电源，视为理想电压源，R为可调电阻2箱，调节R阻值，记录电压表和电流表读数。L图 3-2图 3-3R (Q )2oo200015001000800500300200U(v)I(mA)(2)按图3-3接线，虚线框可模拟为一个实际的电压源，调节R阻值，记录两2表读数。R (Q)2oo200015
4、001000800500300200U(v)I(mA)2. 测定电流源的外特性按图3-4接线，I为直流恒流源，视为理想电流源，调节其输出为5mA，令R S0分别为1KQ和a,调节R阻值，记录这两种情况下的电压表和电流表的读数。L图 3-4R =1KQ0R (Q )L0200400600800100020005000I(mA)U(v)R (Q )L0200400600800100020005000I(mA)U(v)3. 测定电源等效变换的条件按图3-5线路接线，首先读取3-5(a)线路两表的读数，然后调节3-5(b)线路中 恒流源I (取R =R )，令两表的读数与3- 5(a)的数值相等，记录
5、I之值，验证S 0 0 S 等效变换条件的正确性。(a) (b)图 3-5五、实验注意事项1. 在测试电压源外特性时，不要忘记测空载时的电压值； 在改变负载时， 不容许负载短路。测试电流源外特性时，不要忘记测短路时的电流值；在改变负 载时，不容许负载开路。2. 换接线路时，必须关闭电源开关。3. 直流仪表的接入应注意极性与量程。六、实验预习要求： 1复习电压源与电流源的特性； 2复习电压源与电流源相互转换的条件。七、思考题1. 分析理想电压源和电压源（理想电流源和电流源）输出端发生短路（开 路）情况时，对电源的影响。2. 电压源与电流源的外特性为什么呈下降变化趋势， 理想电压源和理想电 流源的输出在任何负载下是否保持恒值？八、实验报告1. 根据实验数据绘出电源的四条外特性，并总结、 归纳各类电源的特性。2. 从实验结果，验证电源等效变换的条件。3. 心得体会及其他。
